Mechanizmus prúdenia génov, dôsledky a príklady



tok génov alebo tok génov v biológii sa týka pohybu génov z jednej populácie do druhej. Vo všeobecnosti sa tento pojem používa ako synonymum pre migračný proces - v jeho evolučnom zmysle.

Pri ich bežnom používaní migrácia opisuje sezónny pohyb jednotlivcov z jedného regiónu do druhého, pri hľadaní lepších podmienok alebo s reprodukčným účelom. Pre evolučného biológa však migrácia zahŕňa prenos alel zo súboru génov medzi populáciami.

Vo svetle populačnej genetiky je evolúcia definovaná ako zmena frekvencií alel v čase.

Podľa princípov Hardy-Weinbergovej rovnováhy sa frekvencie budú meniť vždy, keď existuje: výber, mutácia, drift a tok génov. Z tohto dôvodu je tok génov považovaný za evolučnú silu veľkého významu.

index

  • 1 Mechanizmy toku génov
  • 2 Migrácia a rovnováha Hardy-Weinberga
    • 2.1 Menia sa frekvencie alel?
  • 3 Dôsledky toku génov
  • 4 Génový tok a koncepcia druhov
  • 5 Príklad
  • 6 Referencie

Mechanizmy toku génov

Mechanizmy a príčiny, ktoré spôsobujú pohyb génov v populácii, sú silne spojené s vlastnosťami charakteristickými pre študijnú skupinu. Môže sa vyskytnúť v dôsledku prisťahovalectva alebo emigrácie určitých jedincov v stave rozmnožovania alebo v dôsledku pohybu v gamétách..

Jedným mechanizmom môže byť napríklad občasné rozptýlenie juvenilných foriem živočíšneho druhu na vzdialené populácie.

V prípade rastlín sa mechanizmy ľahšie určujú. Gamety rastlín sa transportujú rôznymi spôsobmi. Niektoré línie používajú abiotické mechanizmy, ako napríklad vodu alebo vietor, ktoré môžu prenášať gény na vzdialené populácie.

Rovnakým spôsobom existuje biotická disperzia. Na rozptýlení semien sa zúčastňujú mnohé zvieratá. Napríklad v trópoch hrajú vtáky a netopiere rozhodujúcu úlohu v šírení rastlín, ktoré majú veľký význam pre ekosystémy.

Inými slovami, miera migrácie a tok génov závisí od schopnosti rozptylu študovanej línie.

Migrácia a rovnováha Hardy-Weinberga

Na štúdium vplyvu migrácie na Hardy-Weinbergovu rovnováhu sa ostrovný model často používa ako zjednodušenie (model migrácie ostrov-kontinent)..

Keďže populácia ostrova je relatívne malá v porovnaní s populáciou pevniny, žiadny krok génov z ostrova na kontinent nemá žiadny vplyv na genotypové a alelické frekvencie kontinentu..

Z tohto dôvodu by tok génov mal účinok len v jednom smere: z kontinentu na ostrov.

Líšia sa frekvencie alel?

Ak chcete pochopiť vplyv migračnej udalosti na ostrove, zvážte hypotetický príklad lokusu s dvoma alelami 1 a 2. Musíme zistiť, či pohyb génov na ostrove spôsobuje odchýlky v frekvenciách alel.

Predpokladajme, že frekvencia alely 1 je rovný 1 - čo znamená, že je fixovaný v populácii, zatiaľ čo v kontinentálnej populácii je to alela 2 ten, ktorý je pevne stanovený. Pred zrením jedincov z ostrova migruje na toto územie 200 jedincov.

Po toku génu budú frekvencie modifikované a teraz 80% bude "natívne", zatiaľ čo 20% je nové alebo kontinentálne. S týmto jednoduchým príkladom môžeme ukázať, ako pohyb génov vedie k zmene alelických frekvencií - kľúčového konceptu evolúcie.

Dôsledky toku génov

Ak existuje výrazný tok génov medzi dvoma populáciami, jedným z najintuitívnejších dôsledkov je, že tento proces je zodpovedný za riedenie možných rozdielov medzi oboma populáciami..

Týmto spôsobom môže tok génov pôsobiť v opačnom smere ako iné evolučné sily, ktoré sa snažia udržať rozdiely v zložení genetických rezervoárov. Ako mechanizmus prirodzeného výberu, napríklad.

Druhým dôsledkom je šírenie užitočných alel. Predpokladajme, že mutáciou sa objaví nová alela, ktorá poskytuje určitú selektívnu výhodu svojim dopravcom. Keď migrácia existuje, nová alela je transportovaná do nových populácií.

Génový tok a koncepcia druhov

Biologická koncepcia druhov je všeobecne známa a určite je najpoužívanejšia. Táto definícia zodpovedá koncepčnej schéme populačnej genetiky, pretože zahŕňa genofond - jednotku, kde sa menia alelické frekvencie.

Týmto spôsobom, podľa definície, gény neprechádzajú z jedného druhu do druhého - neexistuje žiadny tok génov - az tohto dôvodu druhy vykazujú určité vlastnosti, ktoré umožňujú ich diferenciáciu. Po tejto línii myšlienok, tok génov vysvetľuje, prečo druh tvorí ".zhluk"Alebo fenetická skupina.".

Okrem toho, prerušenie toku génov má v evolučnej biológii zásadné následky: vedie - vo väčšine prípadov - k javom speciacie alebo tvorby nových druhov. Tok génov môže byť prerušený rôznymi faktormi, ako je existencia geografickej bariéry, preferenciami na úrovni dvorenia, medzi inými mechanizmami..

Opak je tiež pravdou: existencia toku génov prispieva k udržaniu všetkých organizmov v regióne ako jedného druhu.

príklad

Migrácia hada Nerodia sipedon je dobre zdokumentovaný prípad toku génov z kontinentálnej populácie na ostrov.

Tento druh je polymorfný: môže predstavovať významný pruh pruhov alebo nepredstavovať žiadny pás. V zjednodušení je sfarbenie určené lokusom a dvoma alelami.

Všeobecne povedané, hady kontinentu sa vyznačujú tým, že vykazujú vzor pásu. Naopak, tí, ktorí žijú na ostrovoch, ich nemajú. Výskumníci dospeli k záveru, že morfologický rozdiel je spôsobený rôznymi selektívnymi tlakmi, ktorým je vystavená každá oblasť.

Na ostrovoch sa jednotlivci zvyčajne opaľujú na povrchu skalnatého brehu pláže. Ukázalo sa, že neprítomnosť pásov uľahčuje maskovanie na skalách ostrovov. Táto hypotéza by sa mohla overiť pomocou experimentov označovania a opätovného zachytávania.

Z tohto adaptívneho dôvodu by sme očakávali, že obyvateľstvo ostrova bude tvorené výlučne organizmami bez pásiem. To však nie je pravda.

Každá generácia prichádza s novou skupinou organizácií s kapelami z kontinentu. V tomto prípade migrácia pôsobí ako sila v rozpore s výberom.

referencie

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B.E. (2004). Biológia: veda a príroda. Pearson Education.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Pozvánka na biológiu. Panamericana Medical.
  3. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evolučná analýza. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D. J. (2005). vývoj . Sinauer.
  5. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrované zásady zoológie (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  6. Mayr, E. (1997). Evolúcia a rozmanitosť života: Vybrané eseje. Harvard University Press.
  7. Soler, M. (2002). Evolúcia: základ biológie. Južný projekt.